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第一课时　天然气的利用　甲烷
学习目标　1.会书写甲烷的分子式、结构式、电子式,知道甲烷的结构特点。2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应,会书写化学方程式。3.理解取代反应的概念并能进行判断。4.了解同系物的概念。
一、甲烷的组成、结构与性质
1.化石燃料的组成与成分
化石 燃料 天然气 石油 煤
组成 元素 主要是 　　 主要是　　　　,还有少量S、O、N等 含量最高的元素是　　　　,其次是　　　　　　　　　, 还有少量S、P、N等
主要 成分 甲烷 各种液态碳氢化合物,其中溶有气态和固态碳氢化合物 有机化合物和无机物组成的复杂混合物
2.甲烷的组成与结构
分子式 电子式 结构式 空间构型 甲烷的分子模型
　　　　结构,　　　　　　 　　　　原子位于正四面体中心,　　　　 　原子位于四个顶点上
3.甲烷的物理性质
颜色 气味 状态 密度(与空气相比) 水溶性
　 色 　 味 比空气　　　 　　 溶
4.甲烷的化学性质
(1)稳定性:在通常情况下,甲烷性质稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂KMnO4等不反应。
(2)氧化反应:纯净的甲烷在空气中安静的燃烧,火焰呈　　　　色,放出大量的热,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)取代反应
①实验探究(填写下表):
实验操作
实验现象 a.试管内气体颜色逐渐　　　　; b.试管内壁有　　　　　　出现; c.试管内液面　　　　　　,水槽中有　　　　　　
实验结论 CH4与Cl2在光照时能发生化学反应
②概念:有机化合物分子中的某种　　　　　　被另一种　　　　　　　　所　　　　的反应,叫取代反应。
③甲烷与氯气反应:在光照条件下发生反应得到的产物有　　　　　　　　　　　　　、CCl4、　　　　　　。写出生成CH3Cl的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
5.“五式”“两模型”表示甲烷的结构
表示方法 含义
分子式: CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式(实 验式):CH4 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式: H︰︰H 用小黑点等符号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式: ①用短线表示成键的共用电子对 ②具有分子式所能表示的意义,能反映分子的结构 ③表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间结构
结构简 式:CH4 结构式的简便写法,着重突出结构特点
球棍模型: 小球表示原子,短棍表示化学键,展示了空间结构
空间填充模型: 表明了原子的相对大小和空间相对位置
1.下列各项均能表示甲烷的分子结构,但最能反映其真实状况的是 (　　)
2.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是 (　　)
A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合发生取代反应,只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气的取代反应,生成的产物中CH3Cl的量最多
C.甲烷与氯气的取代反应,生成的产物为混合物
D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
3.取一支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图),下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是 (　　)
A.反应在强光照射下完成
B.甲烷和 Cl2 反应后试管内壁的油状液滴物包括 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4
C.盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
D.CH4和Cl2 完全反应后液面上升,液体充满试管
【题后归纳】　甲烷的取代反应
二、烷烃和同系物
1.烃
只由　　　　和　　　　两种元素组成的有机物,称之为　　　　　　,又叫　　　　。
2.烷烃
(1)概念:烃分子中,碳原子都以碳碳单键相连,其余的价键均用于与氢原子结合,达到“饱和”,这一系列化合物被称为烷烃。
(2)分子组成通式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)习惯命名
碳原子数(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
n>10 相应数字+(烷)
(4)物理性质
随碳原子个数的增加熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大;常温下,碳原子数≤4的烷烃为气态(新戊烷也为气态)。
(5)化学性质(类似甲烷)
①稳定性:一般情况下与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等不反应。
②氧化反应:烷烃都能燃烧。
③取代反应:烷烃与氯气等卤素单质光照时发生取代反应。
3.同系物
(1)概念:结构　　　　、分子组成相差1个或若干个“　　　　”原子团的有机化合物互称为同系物。
(2)特点:通式相同,结构相似,化学性质相似,物理性质一般随碳原子数的增多而呈规律性变化。
(3)同系物的判断
①同系物判断的两个标准
a.分子结构相似即属于同一类物质。
b.分子组成上仅相差一个或若干个“CH2”原子团。
②同系物判断的三个关键点
a.“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质。
b.“似”——结构相似,是指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。
c.“差”——组成上相差n个“CH2”原子团(n≥1)。
同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。
同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
③判断同系物时应注意的两个问题
a.互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同,也可能不同。
b.同系物和同分异构体的区别:同系物结构相似,组成不同,分子式不同;同分异构体分子式相同,结构可能相似也可能不相似。
4.“四同”概念的比较
概 念 内涵 比较 实例
相 同 不同
同 系 物 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互称为同系物 有机化合物 结 构 相 似 组成上相差一个或若干个“CH2”原子团 CH3CH3与
同 分 异 构 体 具有相同的分子式,不同结构式的化合物互称为同分异构体 化 合 物 分 子 式 相 同 结构式不同 CH2CHCH3 与
同一种元素形成的几种性质不同的单质 单 质 性质 不同 O2与O3、 白磷与红磷
同 位 素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素 原子 质 子 数 相 同 中子数不同 C
1.下列说法正确的是 (　　)
A.C4H10与C8H18一定互为同系物
B.与互为同分异构体
C.C5H12有2种不同的结构
D.和为不同种物质
2.下列说法中错误的是 (　　)
①化学性质相似的有机物是同系物
②分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必是同系物
④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似
A.①②③④ B.只有②③
C.只有③④ D.只有①②③
3.(2023·湖南长沙一中高一期中)下列关于烷烃性质的叙述不正确的是 (　　)
A.烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B.一般情况下,烷烃的密度随着相对分子质量的增大而逐渐增大
C.烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D.烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
4.现有下列6种有机物:
①CH2CH2　②CH3CH2C≡CH
③CH3C≡CCH3　④CH3COOC2H5
⑤
⑥CH3—CH2—CH3
请回答:
(1)其中不属于烃类的是　　　　　(填数字序号,下同);
(2)其中属于烷烃的是　　　　;
(3)其中与①互为同系物的是　　　　;
(4)其中与②互为同分异构体的是　　　　。
微专题5　同分异构体的书写与数目判断
1.烷烃同分异构体的书写方法
(1)遵循的原则
主链由长到短,支链由整到散;位置由心到边,排列由同到邻、间。
(2)书写的步骤
①先写出碳原子数最多的主链。
②写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基(—CH3)接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上,以此类推。
可概括为“两注意,四句话”:
如写出C5H12的同分异构体。
(1)将分子中全部碳原子连成直链作为主链。
C—C—C—C—C
(2)从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基),依次连在主链中心对称线(虚线)一侧的各个碳原子上,此时碳骨架只有一种。
注意　甲基不能连在①位和④位上,否则会使碳链变长,②位和③位等效,只能用一个,否则重复。
(3)从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次在主链中心对称线一侧或两侧的各个碳原子上,此时碳骨架结构只有一种。
注意　②位上不能连乙基,否则会使主链上有4个碳原子,使主链变长。
综上所述,C5H12共有3种同分异构体,分别为CH3CH2CH2CH2CH3、和。
2.烃的一元取代物同分异构体数目的判断
烷烃分子中的一个氢原子被其他原子或原子团所代替,称为烷烃的一元取代物,其同分异构体数目的判断是常见重要题型,其确定方法常用“等效氢法”和基元法(即烃基数目法)。
(1)“等效氢法”
要用等效氢法判断某烃的一元取代物的同分异构体的数目,首先要观察烃的结构是否具有对称性。
①连在同一碳原子上的氢原子等效,如甲烷中的4个氢原子等效。
②同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。如新戊烷,其四个甲基等效,各甲基上的氢原子完全等效,也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时,物与像的关系)上的氢原子是等效的。如分子中的18个氢原子是等效的。
烃分子中等效氢原子有几种,则该分子一元取代物就有几种同分异构体。
(2)基元法(即烃基数目法)
根据等效氢法的判断,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基分别有1、1、2、4、8种结构。
例如,分子式为C4H9Cl的有机化合物的种类,可以看作C4H10上的一个氢原子被氯原子代替,先写出C4H10的两种同分异构体、,用—Cl代替以上的四类H原子,就是该有机物的4种同分异构体。
3.烃的二元取代物同分异构体数目的判断——“定一移一”法
(1)先写出烃的同分异构体。
(2)然后再利用“定一移一”法,即先固定一个支链的位置,再移动另一个支链,让两个支链的位置由“同”到“邻”再到“间”(由近及远),以确定同分异构体的数目,同时要仔细考虑是否出现重复的情况。
1.下列烷烃进行一氯取代反应后,只能生成两种不同的取代产物的是 (　　)
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3
B.(CH3CH2)2CH CH2CH3
C.(CH3)2CHCH(CH3)2
D.(CH3)3CCH2CH3
2.C5H12有三种不同结构,甲:CH3(CH2)3CH3,乙:CH3CH(CH3)CH2CH3,丙:C(CH3)4,下列相关叙述正确的是 (　　)
A.丙有三种不同沸点的二氯取代物
B.C5H12表示一种纯净物
C.甲、乙、丙属于同分异构体,具有相同的物理、化学性质
D.甲、乙、丙中,乙的一氯代物数目最多
3.分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构) (　　)
A.8种 B.10种
C.12种 D.14种
4.分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构) (　　)
A.7种 B.8种
C.9种 D.10种
1.下列关于CH4的说法错误的是 (　　)
A.CH4是沼气、天然气和煤矿坑道气的主要成分
B.甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
C.收集甲烷可以用向下排空气法
D.甲烷和氯水光照时发生取代反应
2.下列反应属于取代反应的是 (　　)
①Zn+2HClZnCl2+H2↑
②NaOH+HClNaCl+H2O
③CH3CH3+2Br2CH2BrCH2Br+2HBr
④CH2Cl2+Br2CHBrCl2+HBr
A.②③ B.①③
C.②④ D.③④
3.①丁烷、②2 甲基丙烷、③戊烷、④2 甲基丁烷、⑤2,2 二甲基丙烷五种物质的沸点排列顺序正确的是 (　　)
A.①>②>③>④>⑤
B.⑤>④>③>②>①
C.③>④>⑤>①>②
D.②>①>⑤>④>③
4.下列有关烷烃的叙述中,不正确的是 (　　)
A.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
B.烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C.分子通式为CnH2n+2的一定是烷烃
D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
5.已知某烷烃的相对分子质量为30。
(1)该烷烃的分子式为　　　　。
(2)该烷烃在光照时与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
属于　　　　反应。
第一课时　天然气的利用　甲烷
一、
1.C、H　C、H　C　H、O　2.CH4　H︰︰H　　正四面体　C　H　3.无　无　气态　小　难　4.(2)淡蓝　CH4+2O2CO2+2H2O　(3)①变浅　油状液滴　上升　少量固体析出　②原子(或原子团)　原子(或原子团)　取代　③CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3　HCl　CH4+Cl2CH3Cl+HCl
对点训练
1.D　[甲烷分子的空间结构示意图和球棍模型均能表示分子中各原子在空间的连接方式,甲烷分子的电子式只能表示分子的成键情况,以上三种表示方法均不能反映甲烷的真实状况,而甲烷分子的空间填充模型既表示分子中各原子的结合方式,又给出了各原子在空间的相对位置,故甲烷分子的空间填充模型最能反映其真实状况。]
2.C　[甲烷与氯气一旦开始发生取代反应就不会停止在某一步,四种有机物都会产生,故得不到纯净的CH3Cl,A错误,C正确;甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子,消耗1 mol氯气,生成1 mol HCl,故产物中HCl最多,B错误;1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气,D错误。]
3.C　[CH4与Cl2在强光照射下会发生爆炸,A项错误;甲烷和Cl2反应在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体,B项错误;CH4和Cl2反应后产物最多的是HCl,HCl溶于饱和食盐水会有少量NaCl晶体析出,C项正确;CH3Cl是不溶于水的气体,所以液体不会充满试管,D项错误。]
二、
1.碳　氢　碳氢化合物　烃　2.(2)CnH2n+2(n≥1且n为整数)　(3)甲烷　乙烷　丙烷　丁烷　戊烷　3.(1)相似　CH2
对点训练
1.A　[C4H10与C8H18均属于链状烷烃,结构相似,分子组成相差4个“CH2”原子团,互为同系物,A项正确;与是同种物质,均为丙烷,B项错误;C5H12有3种不同的结构,即正戊烷、异戊烷和新戊烷,C项错误;和是同种物质,D项错误。]
2.A　[互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,但化学性质相似的有机物不一定是同系物,①错误;互为同系物的前提是结构相似,②错误;C2H4与C3H6具有相同的最简式,碳、氢的质量分数相同,但C2H4只能为CH2CH2,而C3H6为时二者不是同系物,③错误;同分异构体之间物理性质有差别,若为同一类物质,化学性质相似,若为不同类物质,则化学性质不同,④错误。]
3.D　[烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态,A项正确;一般情况下,烷烃的密度随着相对分子质量的增大而逐渐增大,B项正确;烷烃的性质与甲烷的性质相似,烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应,C项正确;烷烃不能与溴水、酸性KMnO4溶液反应,D项错误。]
4.(1)④　(2)⑥　(3)⑤　(4)③
解析　只含碳、氢两种元素的有机物属于烃;分子式符合通式CnH2n+2(n≥1)的烃属于烷烃;结构相似,分子组成上相差一个或多个“CH2”原子团的物质互为同系物;分子式相同,结构不同的物质互为同分异构体。(共70张PPT)
第一单元　
化石燃料与有机化合物
专题 　有机化合物的获得与应用
第一课时　天然气的利用　甲烷
8
1.会书写甲烷的分子式、结构式、电子式,知道甲烷的结构特点。2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应,会书写化学方程式。3.理解取代反应的概念并能进行判断。4.了解同系物的概念。
学习目标
一、甲烷的组成、结构与性质
二、烷烃和同系物
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、甲烷的组成、结构与性质
对点训练
1.化石燃料的组成与成分
化石燃料 天然气 石油 煤
组成 元素 主要是 　　 主要是　　　　,还有少量S、O、N等 含量最高的元素是　　　　,其次是　　　　　　, 还有少量S、P、N等
主要 成分 甲烷 各种液态碳氢化合物,其中溶有气态和固态碳氢化合物 有机化合物和无机物组成的复杂混合物
C、H
C、H
C
H、O
2.甲烷的组成与结构
分子式 电子式 结构式 空间构型 甲烷的
分子模型
　　　　　结构,　　原子位于正四面体中心, 　　原子位于四个顶点上
CH4
H︰︰H
正四面体
C
H
3.甲烷的物理性质
颜色 气味 状态 密度(与空气相比) 水溶性
　　 色 　　 味 比空气　　　　 　　　 溶
4.甲烷的化学性质
(1)稳定性:在通常情况下,甲烷性质稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂KMnO4等不反应。
(2)氧化反应:纯净的甲烷在空气中安静的燃烧,火焰呈　　　　色,放出大量的热,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
无
无
气态
小
难
淡蓝
(3)取代反应
①实验探究(填写下表):
实验操作
实验现象 a.试管内气体颜色逐渐　　　　;
b.试管内壁有　　　　　　出现;
c.试管内液面　　　　　,水槽中有　　　　　　　
实验结论 CH4与Cl2在光照时能发生化学反应
变浅
油状液滴
上升
少量固体析出
②概念:有机化合物分子中的某种　　　　　　　　　　　　　　　　　　被另一种　　　　　　　　　　　　所　　　　　　　　的反应,叫取代反应。
③甲烷与氯气反应:在光照条件下发生反应得到的产物有
　　　　　　　　　　　　　、CCl4、　　　　　　。写出生成CH3Cl的化学
方程式: 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
原子(或原子团)
原子(或原子团)
取代
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3
HCl
5.“五式”“两模型”表示甲烷的结构
1.下列各项均能表示甲烷的分子结构,但最能反映其真实状况的是(　　)
D
解析　甲烷分子的空间结构示意图和球棍模型均能表示分子中各原子在空间的连接方式,甲烷分子的电子式只能表示分子的成键情况,以上三种表示方法均不能反映甲烷的真实状况,而甲烷分子的空间填充模型既表示分子中各原子的结合方式,又给出了各原子在空间的相对位置,故甲烷分子的空间填充模型最能反映其真实状况。
2.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　)
A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合发生取代反应,只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气的取代反应,生成的产物中CH3Cl的量最多
C.甲烷与氯气的取代反应,生成的产物为混合物
D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
解析　甲烷与氯气一旦开始发生取代反应就不会停止在某一步,四种有机物都会产生,故得不到纯净的CH3Cl,A错误,C正确;甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子,消耗1 mol氯气,生成1 mol HCl,故产物中HCl最多,B错误;1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气,D错误。
C
3.取一支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图),下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是(　　)
A.反应在强光照射下完成
B.甲烷和 Cl2 反应后试管内壁的油状液滴物包括 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4
C.盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
D.CH4和Cl2 完全反应后液面上升,液体充满试管
C
解析　CH4与Cl2在强光照射下会发生爆炸,A项错误;甲烷和Cl2反应在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体,B项错误;CH4和Cl2反应后产物最多的是HCl,HCl溶于饱和食盐水会有少量NaCl晶体析出,C项正确;CH3Cl是不溶于水的气体,所以液体不会充满试管,D项错误。
【题后归纳】　甲烷的取代反应
二、烷烃和同系物
对点训练
1.烃
只由　　　　和　　　　两种元素组成的有机物,称之为　　　　　　,又叫　　　　。
2.烷烃
(1)概念:烃分子中,碳原子都以碳碳单键相连,其余的价键均用于与氢原子结合,达到“饱和”,这一系列化合物被称为烷烃。
(2)分子组成通式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
碳
氢
碳氢化合物
烃
CnH2n+2(n≥1且n为整数)
(3)习惯命名
碳原子数(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
n>10 相应数字+(烷)
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
(4)物理性质
随碳原子个数的增加熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大;常温下,碳原子数≤4的烷烃为气态(新戊烷也为气态)。
(5)化学性质(类似甲烷)
①稳定性:一般情况下与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等不反应。
②氧化反应:烷烃都能燃烧。
③取代反应:烷烃与氯气等卤素单质光照时发生取代反应。
3.同系物
(1)概念:结构　　　　　　、分子组成相差1个或若干个“　　　　”原子团的有机化合物互称为同系物。
(2)特点:通式相同,结构相似,化学性质相似,物理性质一般随碳原子数的增多而呈规律性变化。
(3)同系物的判断
①同系物判断的两个标准
a.分子结构相似即属于同一类物质。
b.分子组成上仅相差一个或若干个“CH2”原子团。
相似
CH2
②同系物判断的三个关键点
a.“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质。
b.“似”——结构相似,是指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。
c.“差”——组成上相差n个“CH2”原子团(n≥1)。
同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。
同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
③判断同系物时应注意的两个问题
a.互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同,也可能不同。
b.同系物和同分异构体的区别:同系物结构相似,组成不同,分子式不同;同分异构体分子式相同,结构可能相似也可能不相似。
4.“四同”概念的比较
1.下列说法正确的是 (　　)
A
2.下列说法中错误的是(　　)
①化学性质相似的有机物是同系物
②分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必是同系物
④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似
A.①②③④ B.只有②③ C.只有③④ D.只有①②③
A
3.(2023·湖南长沙一中高一期中)下列关于烷烃性质的叙述不正确的是(　　)
A.烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B.一般情况下,烷烃的密度随着相对分子质量的增大而逐渐增大
C.烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D.烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
D
解析　烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态,A项正确;一般情况下,烷烃的密度随着相对分子质量的增大而逐渐增大,B项正确;烷烃的性质与甲烷的性质相似,烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应,C项正确;烷烃不能与溴水、酸性KMnO4溶液反应,D项错误。
4.现有下列6种有机物:
请回答:
(1)其中不属于烃类的是　　　　　(填数字序号,下同);
(2)其中属于烷烃的是　　　　;
(3)其中与①互为同系物的是　　　　;
(4)其中与②互为同分异构体的是　　　　。
④
⑥
⑤
③
解析　只含碳、氢两种元素的有机物属于烃;分子式符合通式CnH2n+2(n≥1)的烃属于烷烃;结构相似,分子组成上相差一个或多个“CH2”原子团的物质互为同系物;分子式相同,结构不同的物质互为同分异构体。
课堂达标训练
1.下列关于CH4的说法错误的是(　　)
A.CH4是沼气、天然气和煤矿坑道气的主要成分
B.甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
C.收集甲烷可以用向下排空气法
D.甲烷和氯水光照时发生取代反应
解析　CH4是沼气、天然气和煤矿坑道气的主要成分,A项正确;甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;甲烷密度小于空气,收集甲烷可以用向下排空气法,C项正确;甲烷和氯气光照时发生取代反应,不是氯水,D项错误。
D
2.下列反应属于取代反应的是(　　)
解析　反应①属于置换反应;反应②属于复分解反应;反应③中1个CH3CH3分子中的2个H原子被2个Br原子取代,该反应属于取代反应;反应④中1个CH2Cl2分子中1个H原子被1个Br原子取代,该反应属于取代反应。
D
3.①丁烷、②2 甲基丙烷、③戊烷、④2 甲基丁烷、⑤2,2 二甲基丙烷五种物质的沸点排列顺序正确的是(　　)
A.①>②>③>④>⑤ B.⑤>④>③>②>①
C.③>④>⑤>①>② D.②>①>⑤>④>③
解析　烷烃的沸点与碳原子数即与相对分子质量大小有关,相对分子质量越大则分子间的作用力越大,沸点越高;同碳原子数的烷烃,支链越多的沸点越低。
C
4.下列有关烷烃的叙述中,不正确的是(　　)
A.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
B.烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C.分子通式为CnH2n+2的一定是烷烃
D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
解析　A对,烷烃分子中,只存在C—C单键和C—H单键;B错,所有的烷烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色;C对,只有烷烃的分子通式为CnH2n+2;D对,所有的烷烃都含C—H键,在光照条件下都能与Cl2发生取代反应。
B
5.已知某烷烃的相对分子质量为30。
(1)该烷烃的分子式为　　　　　　。
(2)该烷烃在光照时与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 属于　　　　反应。
解析　烷烃的通式为CnH2n+2,解得14n+2=30,则n=2,即C2H6。
C2H6
取代
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有一个选项符合题目要求
1.下列关于甲烷的说法不正确的是(　　)
A.甲烷分子的结构简式是CH4
B.甲烷分子中4个C—H键完全相同,且为平面正方形分子
C.甲烷分子中碳原子的最外层满足8电子稳定结构
D.甲烷为正四面体结构
B
解析　CH4是甲烷的分子式,也是结构简式,A项正确。甲烷为正四面体结构,分子中4个C—H键完全相同,B项错误,D项正确。甲烷分子中碳原子最外层的4个电子分别与4个氢原子的核外电子形成4对共用电子对,所以其碳原子的最外层满足8电子稳定结构,C项正确。
2.(2023·辽宁实验中学高一月考)下列关于有机化合物的说法正确的是(　　)
A.异戊烷和甲烷互为同系物
B.甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.C3H8的一氯代物有3种
D.将甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下可以得到纯净的CH3Cl
解析　异戊烷和甲烷具有相似结构,分子间相差4个“CH2”原子团,二者互为同系物,A正确;甲烷性质稳定,不能与酸性高锰酸钾溶液反应使之褪色,B错误;C3H8中含有2种氢原子,其一氯代物有2种,C错误;甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下反应所得产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等,D错误。
A
A.均能用CnH2n+2组成通式来表示
B.与所有烷烃互为同分异构体
C.因为它们结构相似,所以它们的化学性质相似
D.它们互为同系物
解析　B项,它们与其他烷烃互为同系物;C项,化学性质相似;D项,它们结构相似,相差4个“CH2”原子团,互为同系物。
B
4.为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素,可将其完全燃烧产物通入①浓硫酸、②澄清石灰水、③无水硫酸铜中。正确的试剂及检验顺序是(　　)
A.①②③ B.②③
C.②③① D.③②
解析　甲烷完全燃烧的产物为CO2和H2O,验证CO2用澄清石灰水,验证H2O用无水CuSO4。若先验证CO2则会带出水蒸气,干扰H2O的验证,因此应先验证H2O,再验证CO2。
D
5.(2023·江苏苏州中学高一质量评估)下列关于同系物的说法中正确的是(　　)
①C3H8和C5H12的关系一定是同系物
②分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们不一定是同系物
A.② B.③ C.①③ D.②③
解析　①C3H8和C5H12都属于烷烃,并且分子组成相差两个“CH2”原子团,结构相似,属于同系物,①正确;②分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的有机物的结构不一定相似,不一定是同系物,如乙烯和环丙烷,分子组成相差一个“CH2”原子团,②错误;③同系物中碳、氢元素的质量分数不一定对应相同,如甲烷与乙烷。烃中碳、氢元素的质量分数对应相同,不一定是同系物,如乙炔与苯,③正确。
C
6.(2023·福建师大附中高一检测)有4种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是(　　)
A.a和b互为同分异构体 B.b和c互为同系物
C.a和b都是饱和烃 D.只有b和c能发生取代反应
B
解析　a和b分子式不同,不互为同分异构体,故A错误;b和c结构相似,相差1个“CH2”原子团,都属于烷烃,互为同系物,故B正确;a中含碳碳双键,是不饱和烃,故C错误;a和d也能发生取代反应,故D错误。
7.北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料为丙烷。下列关于丙烷的说法正确的是(　　)
A.1 mol丙烷完全燃烧需4 mol氧气 B.与丁烷互为同分异构体
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.分子式为C3H8
D
8.实验小组探究甲烷与氯气的取代反应,装置、现象如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.饱和食盐水可以减少氯气的溶解
B.油状液滴的主要成分是一氯甲烷
C.产生白雾以及试管内液面上升证明有氯化氢生成
D.为了探究反应条件,可用黑色纸套套住装满甲烷和氯气的试管,一段时间后进行观察
B
现象
ⅰ.光照后,产生白雾,混合气体颜色变浅
ⅱ.试管内液面上升至试管的;试管壁和液面上出现少量油状液滴
解析　Cl2溶于水形成盐酸与HClO,饱和食盐水中含大量的Cl-,可以减少Cl2与水的反应,同时降低其在水中的溶解度,A项正确;出现的油状液滴为CH2Cl2、CHCl3、CCl4,CH3Cl在常温下为气体,B项错误;HCl易溶于水,在试管口形成白雾,Cl2与CH4反应生成HCl后试管内气体的压强减小,液面上升,C项正确;为了探究反应条件,可采用对照实验,比较光照和阴暗条件下反应情况,则用黑色纸套套住装满Cl2与CH4的试管,一段时间后进行观察,D项正确。
9.下列说法正确的是(　　)
A.等体积的甲烷与氯气混合,在光照下反应只生成一氯甲烷和氯化氢
B.相同质量的烷烃完全燃烧时,甲烷的耗氧量最少
C.通常情况下,烷烃能够使高锰酸钾溶液褪色
D.烷烃的熔、沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高
D
解析　A.等体积的甲烷与氯气混合,在光照下反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,故A错误;B.烃中氢元素质量分数越大,相同质量的烷烃完全燃烧时消耗氧气越多,所以甲烷的耗氧量最大,故B错误;C.通常情况下,烷烃结构稳定,烷烃不能使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;D.烷烃中碳原子数越多相对分子质量越大、熔沸点越高,烷烃的熔、沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高,故D正确。
10.(2023·江苏启东中学高一检测)下列物质的一卤代物的同分异构体最多的是(　　)
A
11.按要求完成下列填空。
(1)同温同压下烷烃A蒸气的密度是H2的15倍,烷烃A的分子式:　　　　;结构简式:　　　　。
(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子,烷烃B的分子式:　　　　。
(3)含有5个碳原子的烷烃D,烷烃D的分子式:　　　　。
(4)分子中含有22个共价键的烷烃,烷烃的分子式:　　　　。
C2H6
CH3CH3
C99H200
C5H12
C7H16
解析　烷烃的通式为CnH2n+2,烷烃的相对分子质量为14n+2。(1)密度之比等于摩尔质量之比,就等于相对分子质量之比,A的相对分子质量为15×2=30=14n+2,解得n=2,所以A的分子式为C2H6;(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子,即2n+2=200,解得n=99,所以B的分子式为;(3)含有5个碳原子的烷烃D,烷烃D的分子式:C5H12;(4)烷烃的组成为CnH2n+2,含有的共价键数目为3n+1,该烷烃有22个共价键,则:3n+1=22,解得n=7,所以该烷烃中碳原子数目为7,分子式为C7H16。
12.一定量甲烷的燃烧产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气体的质量为49.6 g,将该混合气体缓慢通过足量的无水CaCl2时,CaCl2增重25.2 g。试计算:
(1)参加反应的甲烷的物质的量为　　　　　　　　　。
(2)原混合气体中CO的质量为　　　　　　　　。
0.7 mol
11.2 g
解析　无水CaCl2吸收的是水蒸气,即甲烷燃烧生成水的质量为25.2 g,n(H2O)= =1.4 mol,根据氢原子守恒可知参加反应的n(CH4)==0.7 mol,再根据碳原子守恒可知CO2和CO的物质的量之和为0.7 mol。由水蒸气的质量可知,混合气体中CO和CO2的质量之和为49.6 g-25.2 g=24.4 g。设CO和CO2的物质的量分别为x和y,则x+y=0.7 mol,28 g·mol-1×x+44 g·mol-1×y=24.4 g,解得x=0.4 mol,y=0.3 mol,所以,m(CO)=0.4 mol×28 g·mol-1=11.2 g。
B级　素养培优练
13.分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点和标准燃烧热的数据如下表:
烷烃名称 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
沸点/℃ -88.6 -42.1 -0.5 36.0
标准燃烧热/ (kJ·mol-1) 1 560.7 2 219.2 2 877.6 3 535.6
标准燃烧热:25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧,生成指定产物所放出的热量,单位为kJ·mol-1。
根据表中数据,下列判断错误的是(　　)
A.正庚烷在常温、常压下不是气体
B.随分子中碳原子数增加,烷烃的标准燃烧热逐渐增大
C.随分子中碳原子数增加,烷烃沸点逐渐升高
D.随分子中碳原子数增加,烷烃沸点和标准燃烧热都成比例增加
D
解析　根据表格中数据可知,随分子中碳原子数增加,烷烃的沸点升高,标准燃烧热增加,由于正庚烷分子中碳原子数大于戊烷分子中的碳原子数,所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体,A正确;根据表中数据可知,烷烃的沸点和标准燃烧热随碳原子数增加,逐渐升高,B、C正确,D错误。
14.一定条件下,两种气态烃的混合物共1 mol,在空气中完全燃烧生成1.5 mol CO2和2 mol水蒸气。关于该混合物的说法正确的是(　　)
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.一定含有甲烷,可能含有乙烷
D.可能是甲烷和丙烷的混合物
A
15.回答下列问题:
(1)如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中溶解度可以忽略。将该装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。
①请写出甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式　　　　　　　　　　　。
②经过几个小时的反应后,U形管右端的玻璃管中水柱变化是　　　　。
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
③相对分子质量为72的链状烷烃的分子式是　　　　。
B
C5H12
(2)如图表示页岩气中某些烃类的结构模型:
①有机物甲的名称为　　　　。
②请你根据甲烷分子的结构推测,有机物乙分子中的所有碳原子　　　　(填“一定”“可能”或“一定不”)在同一平面内。
③某种链状烷烃在标准状况下的密度与CO2相同,则该其分子式为　　　　。
正丁烷
一定不
C3H8
解析　(2)①有机物甲结构简式为CH3CH2CH2CH3,则该有机物的名称为正丁烷。②根据甲烷分子是正四面体结构,两个氢原子和碳原子共平面,有机物乙分子中三个甲基取代甲烷中的三个氢原子,因此乙中的所有碳原子一定不在同一平面内。③某种链状烷烃在标准状况下的密度为与CO2相同,则该链状烷烃的相对分子质量为44,即摩尔质量为44 g·mol-1,根据链状烷烃通式CnH2n+2,则14n+2=44,n=3,则该有机物分子式为C3H8。
④某种链状烷烃在空气中完全燃烧后生成了8.8 g的CO2和5.4 g的水,则其分子式为　　　　,写出计算过程。 专题8　作业10　天然气的利用　甲烷　　　　　　
A级　合格过关练
选择题只有一个选项符合题目要求(1~10题,每题4分)
1.下列关于甲烷的说法不正确的是 (　　)
甲烷分子的结构简式是CH4
甲烷分子中4个C—H键完全相同,且为平面正方形分子
甲烷分子中碳原子的最外层满足8电子稳定结构
甲烷为正四面体结构
2.(2023·辽宁实验中学高一月考)下列关于有机化合物的说法正确的是 (　　)
异戊烷和甲烷互为同系物
甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C3H8的一氯代物有3种
将甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下可以得到纯净的CH3Cl
3.关于CH4和的叙述不正确的是 (　　)
均能用CnH2n+2组成通式来表示
与所有烷烃互为同分异构体
因为它们结构相似,所以它们的化学性质相似
它们互为同系物
4.为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素,可将其完全燃烧产物通入①浓硫酸、②澄清石灰水、③无水硫酸铜中。正确的试剂及检验顺序是 (　　)
①②③ ②③
②③① ③②
5.(2023·江苏苏州中学高一质量评估)下列关于同系物的说法中正确的是 (　　)
①C3H8和C5H12的关系一定是同系物
②分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们不一定是同系物
② ③
①③ ②③
6.(2023·福建师大附中高一检测)有4种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是 (　　)
a和b互为同分异构体
b和c互为同系物
a和b都是饱和烃
只有b和c能发生取代反应
7.北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料为丙烷。下列关于丙烷的说法正确的是 (　　)
1 mol丙烷完全燃烧需4 mol氧气
与丁烷互为同分异构体
能使酸性高锰酸钾溶液褪色
分子式为C3H8
8.实验小组探究甲烷与氯气的取代反应,装置、现象如下:
现象
ⅰ.光照后,产生白雾,混合气体颜色变浅 ⅱ.试管内液面上升至试管的;试管壁和液面上出现少量油状液滴
下列说法不正确的是 (　　)
饱和食盐水可以减少氯气的溶解
油状液滴的主要成分是一氯甲烷
产生白雾以及试管内液面上升证明有氯化氢生成
为了探究反应条件,可用黑色纸套套住装满甲烷和氯气的试管,一段时间后进行观察
9.下列说法正确的是 (　　)
等体积的甲烷与氯气混合,在光照下反应只生成一氯甲烷和氯化氢
相同质量的烷烃完全燃烧时,甲烷的耗氧量最少
通常情况下,烷烃能够使高锰酸钾溶液褪色
烷烃的熔、沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高
10.(2023·江苏启东中学高一检测)下列物质的一卤代物的同分异构体最多的是 (　　)
C4H10
新戊烷 立方烷()
11.(8分)按要求完成下列填空。
(1)(2分)同温同压下烷烃A蒸气的密度是H2的15倍,烷烃A的分子式:　　　　　;结构简式:　　　　　。
(2)(2分)烷烃B的分子中含有200个氢原子,烷烃B的分子式:　　　　。
(3)(2分)含有5个碳原子的烷烃D,烷烃D的分子式:　　　　。
(4)(2分)分子中含有22个共价键的烷烃,烷烃的分子式:　　　　。
12.(4分)一定量甲烷的燃烧产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气体的质量为49.6 g,将该混合气体缓慢通过足量的无水CaCl2时,CaCl2增重25.2 g。试计算:
(1)(2分)参加反应的甲烷的物质的量为　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2分)原混合气体中CO的质量为　　　　　　　　　　　。
B级　素养培优练
(13~14题,每题4分)
13.分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点和标准燃烧热的数据如下表:
烷烃名称 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
沸点/℃ -88.6 -42.1 -0.5 36.0
标准燃烧热/(kJ·mol-1) 1 560.7 2 219.2 2 877.6 3 535.6
标准燃烧热:25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧,生成指定产物所放出的热量,单位为kJ·mol-1。
根据表中数据,下列判断错误的是 (　　)
正庚烷在常温、常压下不是气体
随分子中碳原子数增加,烷烃的标准燃烧热逐渐增大
随分子中碳原子数增加,烷烃沸点逐渐升高
随分子中碳原子数增加,烷烃沸点和标准燃烧热都成比例增加
14.一定条件下,两种气态烃的混合物共1 mol,在空气中完全燃烧生成1.5 mol CO2和2 mol水蒸气。关于该混合物的说法正确的是 (　　)
一定有甲烷
一定有乙烷
一定含有甲烷,可能含有乙烷
可能是甲烷和丙烷的混合物
15.(10分)回答下列问题:
(1)(4分)如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中溶解度可以忽略。将该装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。
①(2分)请写出甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式　　　　　　　。
②(1分)经过几个小时的反应后,U形管右端的玻璃管中水柱变化是　　　　。
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
③(1分)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式是　　　　。
(2)(6分)如图表示页岩气中某些烃类的结构模型:
①(1分)有机物甲的名称为　　　　。
②(1分)请你根据甲烷分子的结构推测,有机物乙分子中的所有碳原子　　　　(填“一定”“可能”或“一定不”)在同一平面内。
③(1分)某种链状烷烃在标准状况下的密度与CO2相同,则该其分子式为　　　　。
④(3分)某种链状烷烃在空气中完全燃烧后生成了8.8 g的CO2和5.4 g的水,则其分子式为　　　　(1分),写出计算过程(2分)。
作业10　天然气的利用　甲烷
1.B　[CH4是甲烷的分子式,也是结构简式,A项正确。甲烷为正四面体结构,分子中4个C—H键完全相同,B项错误,D项正确。甲烷分子中碳原子最外层的4个电子分别与4个氢原子的核外电子形成4对共用电子对,所以其碳原子的最外层满足8电子稳定结构,C项正确。]
2.A　[异戊烷和甲烷具有相似结构,分子间相差4个“CH2”原子团,二者互为同系物,A正确;甲烷性质稳定,不能与酸性高锰酸钾溶液反应使之褪色,B错误;C3H8中含有2种氢原子,其一氯代物有2种,C错误;甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下反应所得产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等,D错误。]
3.B　[B项,它们与其他烷烃互为同系物;C项,化学性质相似;D项,它们结构相似,相差4个“CH2”原子团,互为同系物。]
4.D　[甲烷完全燃烧的产物为CO2和H2O,验证CO2用澄清石灰水,验证H2O用无水CuSO4。若先验证CO2则会带出水蒸气,干扰H2O的验证,因此应先验证H2O,再验证CO2。]
5.C　[①C3H8和C5H12都属于烷烃,并且分子组成相差两个“CH2”原子团,结构相似,属于同系物,①正确;②分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的有机物的结构不一定相似,不一定是同系物,如乙烯和环丙烷,分子组成相差一个“CH2”原子团,②错误;③同系物中碳、氢元素的质量分数不一定对应相同,如甲烷与乙烷。烃中碳、氢元素的质量分数对应相同,不一定是同系物,如乙炔与苯,③正确。]
6.B　[a和b分子式不同,不互为同分异构体,故A错误;b和c结构相似,相差1个“CH2”原子团,都属于烷烃,互为同系物,故B正确;a中含碳碳双键,是不饱和烃,故C错误;a和d也能发生取代反应,故D错误。]
7.D　[丙烷完全燃烧的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O,1 mol丙烷完全燃烧需5 mol氧气,A项错误;丙烷与丁烷分子组成相差1个“CH2”,结构相似,互为同系物,B项错误;丙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项错误。]
8.B　[Cl2溶于水形成盐酸与HClO,饱和食盐水中含大量的Cl-,可以减少Cl2与水的反应,同时降低其在水中的溶解度,A项正确;出现的油状液滴为CH2Cl2、CHCl3、CCl4,CH3Cl在常温下为气体,B项错误;HCl易溶于水,在试管口形成白雾,Cl2与CH4反应生成HCl后试管内气体的压强减小,液面上升,C项正确;为了探究反应条件,可采用对照实验,比较光照和阴暗条件下反应情况,则用黑色纸套套住装满Cl2与CH4的试管,一段时间后进行观察,D项正确。]
9.D　[A.等体积的甲烷与氯气混合,在光照下反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,故A错误;B.烃中氢元素质量分数越大,相同质量的烷烃完全燃烧时消耗氧气越多,所以甲烷的耗氧量最大,故B错误;C.通常情况下,烷烃结构稳定,烷烃不能使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;D.烷烃中碳原子数越多相对分子质量越大、熔沸点越高,烷烃的熔、沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高,故D正确。]
10.A　[A项,C4H10有①CH3CH2CH2CH3,②两种同分异构体,①中有两类等效氢原子(位置等同的氢原子),②中有两类等效氢原子,即共有4种一卤代物;B项,共有3类等效氢原子,其一卤代物有3种;C项,只有一类等效氢原子,其一卤代物只有1种;D项,也只有一类等效氢原子,其一卤代物只有1种。]
11.(1)C2H6　CH3CH3　(2)C99H200　(3)C5H12　(4)C7H16
解析　烷烃的通式为CnH2n+2,烷烃的相对分子质量为14n+2。(1)密度之比等于摩尔质量之比,就等于相对分子质量之比,A的相对分子质量为15×2=30=14n+2,解得n=2,所以A的分子式为C2H6;(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子,即2n+2=200,解得n=99,所以B的分子式为;(3)含有5个碳原子的烷烃D,烷烃D的分子式:C5H12;(4)烷烃的组成为CnH2n+2,含有的共价键数目为3n+1,该烷烃有22个共价键,则:3n+1=22,解得n=7,所以该烷烃中碳原子数目为7,分子式为C7H16。
12.(1)0.7 mol　(2)11.2 g
解析　无水CaCl2吸收的是水蒸气,即甲烷燃烧生成水的质量为25.2 g,n(H2O)==1.4 mol,根据氢原子守恒可知参加反应的n(CH4)==0.7 mol,再根据碳原子守恒可知CO2和CO的物质的量之和为0.7 mol。由水蒸气的质量可知,混合气体中CO和CO2的质量之和为49.6 g-25.2 g=24.4 g。设CO和CO2的物质的量分别为x和y,则x+y=0.7 mol,28 g·mol-1×x+44 g·mol-1×y=24.4 g,解得x=0.4 mol,y=0.3 mol,所以,m(CO)=0.4 mol×28 g·mol-1=11.2 g。
13.D　[根据表格中数据可知,随分子中碳原子数增加,烷烃的沸点升高,标准燃烧热增加,由于正庚烷分子中碳原子数大于戊烷分子中的碳原子数,所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体,A正确;根据表中数据可知,烷烃的沸点和标准燃烧热随碳原子数增加,逐渐升高,B、C正确,D错误。]
14.A　[设混合烃的平均分子式为CxHy,则有
列式解得:x=1.5,y=4
即混合烃的平均分子式为C1.5H4,则其中一定含有CH4,且另一种烃的1个分子中含有4个H。]
15.(1)①CH4+Cl2CH3Cl+HCl　②B　③C5H12
(2)①正丁烷　②一定不　③C3H8
,解得n=2,烷烃的分子式为C2H6
解析　(1)①甲烷与氯气反应,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,其中发生一氯取代的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl;②经过几个小时的反应后,由于总的气体的物质的量逐渐减少和生成的HCl气体极易溶于水,导致左端气柱压强变小,在气压作用下,则左端液面上升,右端玻璃管中的液面下降,故答案选B。③根据链状烷烃的通式CnH2n+2,相对分子质量是72的链状烷烃其含有的碳原子数是5,氢原子数是12,则其分子式为C5H12。(2)①有机物甲结构简式为CH3CH2CH2CH3,则该有机物的名称为正丁烷。②根据甲烷分子是正四面体结构,两个氢原子和碳原子共平面,有机物乙分子中三个甲基取代甲烷中的三个氢原子,因此乙中的所有碳原子一定不在同一平面内。③某种链状烷烃在标准状况下的密度为与CO2相同,则该链状烷烃的相对分子质量为44,即摩尔质量为44 g·mol-1,根据链状烷烃通式CnH2n+2,则14n+2=44,n=3,则该有机物分子式为C3H8。④某种链状烷烃在空气中完全燃烧后生成了8.8 g的CO2和5.4 g的水,
,解得n=2,根据链状烷烃通式得到分子式为C2H6。

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